Кіріспе
Радиорезистенттілік – организмдердің төтеп бере алатын иондаушы сәулелену деңгейі. Иондаушы сәулелерге төзімді организмдер (IRRO) – 90% азаюға (D10) жету үшін қажетті жедел иондаушы сәулелену дозасы 1000 Грейден (Gy) жоғары болатын организмдер ретінде анықталады. Радиорезистенттілік көптеген организмдерде бұрынғы көзқарастардан күтпегендей жоғары. Мысалы, Чернобыль апаты аймағындағы орта, жануарлар және өсімдіктерді зерттеу, радиация деңгейінің жоғары болуына қарамастан, көптеген түрлердің күтпеген жерден тірі қалғанын көрсетті. Бразилияның Минас-Жерайс штатындағы уран кен орындарының арқасында табиғи радиация деңгейі жоғары таудан жасалған зерттеу, көптеген радиорезистентті жәндіктердің, құрттардың және өсімдіктердің табылуын көрсетті. Кейбір экстремофилдер, мысалы Deinococcus radiodurans бактериясы және тардиградтар, 5000 Грейге (Gy) дейін иондаушы сәулеленудің үлкен дозасына төтеп бере алады.
Radioresistance is the level of ionizing radiation that organisms are able to withstand. Ionizing radiation resistant organisms (IRRO) were defined as organisms for which the dose of acute ionizing radiation (IR) required to achieve 90% reduction (D10) is greater than 1,000 gray (Gy)
Radioresistance is surprisingly high in many organisms, in contrast to previously held views. For example, the study of environment, animals and plants around the Chernobyl disaster area has revealed an unexpected survival of many species, despite the high radiation levels. A Brazilian study in a hill in the state of Minas Gerais which has high natural radiation levels from uranium deposits, has also shown many radioresistant insects, worms and plants. Certain extremophiles, such as the bacteria Deinococcus radiodurans and the tardigrades, can withstand large doses of ionizing radiation on the order of 5,000 Gy.
Индукцияланған радиоқорықтық
Сол жақтағы графикте гипотетикалық жасушалар тобының дозасы мен тірі қалу қисығы сызылған, жасушаларға қалпына келтіру үшін белгілі бір уақыт берілген және берілмеген жағдайларда. Сәулеленудің ортасындағы қалпына келтіру уақытын есептемегенде, жасушалар бірдей өңделген болар еді. Радиорезистенттілік иондаушы сәулеленудің кішкентай дозаларына ұшырау арқылы туындауы мүмкін. Көптеген зерттеулер бұл әсерді ашытқыларда, бактерияларда, қарапайымдыларда, балдырларда, өсімдіктерде, жәндіктерде, сондай-ақ жануарлар моделіндегі және *in vitro* сүтқоректілер мен адам жасушаларында анықтады. Бірнеше жасушалық радиoproteкция механизмдері қатысуы мүмкін, мысалы, кейбір цитоплазмалық және ядролық ақуыздар деңгейінің өзгеруі, ген экспрессиясының, ДНК жөндеуінің және басқа да процестердің артуы. Сонымен қатар, биофизикалық модельдер осы құбылыстың негізгі принциптерін ұсынды. Көптеген организмдердің сәулеленуге ұшырағанда белсенді болатын өзін-өзі жөндеу механизмі бар екені анықталды. Адамдағы осы өзін-өзі жөндеу процесінің екі мысалы төменде келтірілген. Девайр Алвес Феррейра Гояниядағы оқиға кезінде үлкен дозаны (7,0 Гр) алды және тірі қалды, ал оның әйелі 5,7 Гр дозасын алды және қайтыс болды. Ең мүмкін түсіндірмесі - оның дозасы көптеген кішкентай дозаларға бөлінді, олар уақыт өте келе сіңірілді, ал оның әйелі үйде көбірек уақыт өткізді және үзіліссіз сәулеленуге ұшырады, бұл оның денесіндегі өзін-өзі жөндеу механизмдеріне сәулеленуден келген зақымды жөндеу үшін жеткілікті уақыт бермеді. Бұл оның өліміне әкелді. Ол 1994 жылы қайтыс болды. Сол сияқты, Чернобыль апаттық станциясының жертөлесінде жұмыс істеген кейбір адамдар 10 Гр дозасын жинақтады, бұл жұмысшылар дозаны кішкентай бөліктерге бөліп алды, сондықтан жедел әсерлерге жол берілмеді. Радиациялық биология эксперименттерінде жасушалар тобы сәулеленгенде, доза артқан сайын тірі қалған жасушалар саны азаятыны анықталды. Сондай-ақ, жасушалар популяциясына доза берілгеннен кейін, оларды біржола қалдырмай (сәулелендірмей) белгілі бір уақытқа қойса, сәулелендірудің жасуша өліміне себеп болу қабілеті төмендейтіні анықталды. Адам денесінде көптеген жасуша түрлері бар және адам өмірлік маңызы бар органның бір тінінің жоғалуынан өлуі мүмкін. Көптеген қысқа мерзімді сәулеленуден болатын өлімдер (3 күндік – 30 күндік) қан жасушаларын (сүйек миы) және ас қорыту жүйесіндегі жасушаларды (ішек қабырғасы) құрайтын жасушалардың жоғалуынан туындайды.
Радиотөшірістіліктің мұрагерлігі
Радиацияға төзімділік генетикалық тұрғыдан анықталып, кем дегенде кейбір организмдерде мұраға берілуі мүмкін екенін көрсететін мықты дәлелдер бар. Берлиндегі Эркайн университетінің генетигі Генрих Нётель 14 жарияланымда жалпы жеміс шыбығы – Drosophila melanogaster арқылы радиорезистенттілік мутацияларын зерттеген ең ауқымды зерттеуді жүргізді.
Радиациялық кедергілердің дамуы
Эволюциялық тарих және себептік тұрғысынан қарағанда, радиорезистенттілік адаптивтік қасиет сияқты көрінбейді, себебі организмдердің иондаушы сәулеленудің белгілі бір дозасына төтеп беру қабілетіне ие болуына жарамдылық артықшылығын сыйлайтын, табиғи түрде туындайтын таңдау қысымының ешқандай құжатталған деректері жоқ. Бұл негізінен Жердің магнит өрісінің барлық тіршілік иесін күннің ғарыштық сәулеленуінен және галактикалық ғарыштық сәулелерден қорғауымен байланысты, олар – Күн жүйесіндегі иондаушы сәулеленудің екі негізгі көзі. Тіпті табиғи жоғары деңгейдегі сәулелену орындары деп саналатын географиялық жерлердегі радон газы және бастапқы радионуклидтер сияқты, жер бетіндегі иондаушы сәулеленудің барлық құжатталған көздерін қоса алғанда, табиғи фондық сәулеленудің жылдық дозасы, көптеген жоғары радиорезистентті организмдердің төтеп беруге қабілетті иондаушы сәулелену деңгейінен ондаған мың есе төмен болып қалады. Радиорезистенттіліктің болуына бір мүмкін түсіндірме – бұл кооптациялық бейімделу немесе экзаптация мысалы, онда радиорезистенттілік эволюция арқылы оң таңдалған, басқа байланысты бейімделудің эволюциясының жанама салдары болуы мүмкін. Мысалы, дегидратациялық бейімделу гипотезасы бойынша, Deinococcus radiodurans сияқты гипертермофильдердің тіршілік ортасындағы экстремалды температуралар иондаушы сәулеленудің әдетте тудыратын зақымдарына ұқсас жасушалық зақымдануға әкеледі, ал осы жылу немесе дегидратациялық зақымды жөндеуге дамыған жасушалық жөндеу механизмдері радиациялық зақымдарға да қолданылуы мүмкін, бұл D. radiodurans-қа иондаушы сәулеленудің экстремалды дозасынан аман қалуға мүмкіндік береді. Гамма сәулеленуіне ұшыраған кезде жасушалық ДНК зақымданады, оның ішінде азотты негіздердің жұптасуы, қант-фосфат тізбегінің зақымдануы және екі тізбекті ДНК зақымдануы болады. Deinococcus тұқылының, мысалы D. radiodurans-тың, жылудан зақымдалғанды қалпына келтіруге дамыған өте тиімді жасушалық жөндеу механизмдері, сондай-ақ иондаушы сәулеленудің салдарынан туған ДНК зақымдануының әсерін кері қайтаруға қабілетті, мысалы, сәулеленуден бөлінген геномның кез келген бөліктерін қайта құрастыру арқылы. Ғарыш кемелерін құрастыру орындарынан радиацияға (және пероксидке) төзімді споралар өндіретін Bacillus sp. оқшауланды, және олар ғарыш кемелерімен планетаралық трансфер арқылы жүруге болатын кандидаттар ретінде қарастырылады. Осы радиацияға төзімді споралар өндірушілердің кейбіреулерінің геномдық талдауы байқалған төзімділіктерге жауапты болуы мүмкін генетикалық белгілерге жарық түсірді.
Радиациялық онкологиядағы радиорезистенттілік
Радиорезистенттілік – медицинада (онкологияда) сәулелік терапиямен емдеу қиын жасайтын қатерлі жасушаларға қатысты қолданылатын термин. Қатерлі жасушалардың радиорезистенттілігі туа біткен немесе сәулелік терапияның нәтижесінде пайда болуы мүмкін.